Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049189

Мотор тратит энергию на то, чтобы раздвигать воздух. Энергия не исчезает, значит, она во что-то перешла. Проследим, во что.

Автомобиль едет и толкает воздух. Воздух приходит в движение, за машиной он закручивается вихрями, а вдоль кузова трётся о него. Значит, сначала часть энергии становится кинетической энергией вихрей, а часть сразу идёт на нагрев кузова и воздуха.

Но вихри живут недолго. Через некоторое время воздух опять спокоен. Слои воздуха скользят друг по другу, сила трения между ними совершает работу, и кинетическая энергия вихрей тоже переходит во внутреннюю энергию воздуха.

Итог такой: вся эта часть энергии мотора в конце концов становится внутренней энергией воздуха и немного кузова.

Проверим себя числом. Кажется, что воздух за машиной не теплеет и ответ неверен. Для примера: сила сопротивления $1000$ Н на пути $1000$ м.

$$A=Fs=1000\cdot 1000=1\,000\,000\text{ Дж}$$

Эту энергию делит воздух, который автомобиль задел на своём пути. Возьмём полосу сечением $4\text{ м}^2$ и длиной $1000$ м: это $4000\text{ м}^3$, примерно $5000$ кг воздуха. Удельная теплоёмкость воздуха $1000$ Дж/(кг·°С):

$$\Delta t=\dfrac{1\,000\,000}{1000\cdot 5000}=0{,}2\text{ }{}^\circ\text{С}$$

Такую прибавку рукой не почувствуешь, а воздух ещё и перемешивается. Поэтому противоречия нет.